La pyrolyse des pneus est la transformation thermique de matériaux à haute température dans une atmosphère inerte. La pyrolyse des pneus peut être réalisée par voie thermique ou catalytique. La pyrolyse est connue pour sa température de fonctionnement élevée, son temps de réaction et sa faible qualité d'huile. Pour surmonter les difficultés liées à la pyrolyse, la pyrolyse catalytique des pneus usagés à l'aide de catalyseurs a été développée. En fait, 60 à 80 % des pneus usagés peuvent être transformés en huile de pyrolyse, qui est très similaire au diesel, par pyrolyse catalytique. En conséquence, l'huile de pyrolyse produite est de meilleure qualité et peut produire des composés utiles qui peuvent être utilisés comme matières premières pour les processus chimiques et les applications liées à l'énergie telles que la production d'électricité, les carburants de transport et les sources de chaleur.
Paramètres affectant le rendement des produits de pyrolyse des pneus
La répartition des produits de pyrolyse dans les phases gazeuse, liquide et solide ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques sont principalement affectées par la température. D'autres variables importantes sont notamment :
- Taux de chauffage,
- La taille des particules,
- Composition de la matière première,
- Temps de pyrolyse,
- Temps de séjour des pneus,
- Débit de gaz vecteur et temps de séjour des volatils,
- Pression atmosphérique et
- Type de pneumatique (y compris la présence de vapeur dans le gaz porteur)
- Présence de catalyseur.
Nous discuterons en détail des paramètres de température et de catalyseur, car ils jouent un rôle très important dans le processus de pyrolyse des pneus.
Température de pyrolyse des pneus
Pour pyrolyser les pneus, la température de pyrolyse doit être suffisamment élevée. Cependant, des températures plus élevées et un temps de séjour du gaz plus long dans la zone chaude du réacteur entraîneront la volatilisation de l'huile en gaz. Il existe donc une température optimale pour maximiser la production de pétrole. Le pétrole étant le produit le plus précieux, l'objectif est généralement de maximiser la production de pétrole.
Des études ont montré que la plage de température optimale pour la production d'huile de pyrolyse des pneus est de 425 à 720 degrés, avec des rendements maximaux allant de 38 à 60 %. Les variations de la vitesse de chauffage, du temps de séjour du gaz, du type de réacteur, du débit massique des pneus et de la taille des particules des pneus peuvent être à l'origine de variations importantes de la température idéale et du rendement maximal. Ces variables secondaires peuvent notamment affecter les réactions secondaires qui convertissent les produits chimiques liquides en gaz ou les composés solides en gaz.
Catalyseurs utilisés dans la pyrolyse des pneus
Les catalyseurs peuvent augmenter le taux de pyrolyse, la qualité de l'huile, le rendement en huile et le rendement de produits chimiques tels que les hydrocarbures aromatiques utilisés dans la synthèse chimique. Dung et al. (2009) ont utilisé l'ITQ-21 et l'ITQ-24 comme additifs aux zéolites HMOR commerciales pour pyrolyser catalytiquement les pneus usagés afin d'améliorer le taux de pyrolyse et la qualité de l'huile. Ils ont montré comment le rapport entre le catalyseur et le pneu affectait la capacité de l'huile de pyrolyse à produire de l'essence, du kérosène et de l'asphaltène.
Français Kar (2011) a chauffé de la perlite expansée (une roche volcanique composée principalement de silice et d'alumine) à 850–1000 degrés pour former un support de catalyseur poreux. Des métaux ont ensuite été ajoutés au support pour agir comme catalyseurs. Le rapport perlite/pneu usagé était de 0,10. Le rendement en huile est passé de 60,0 à 65,1 pour cent en poids. La valeur calorifique, la densité, la viscosité et la composition élémentaire du carburant produit étaient comparables à celles des carburants pétroliers standard. Ates et al. (2005) ont utilisé 10 % d'alumine activée et ont augmenté le rendement en huile et la teneur en aromatiques de l'huile. Williams et Brindle (2003) ont utilisé des catalyseurs à base de zéolite Y (CBV-400 et CBV-780) et de la zéolite ZSM-5 pour augmenter la concentration en aromatiques, en naphtalène et en naphtalène alkylé.
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